DE102006025882A1 - Electroplating apparatus uses partial anode to increase current density around specific areas of workpiece - Google Patents

Abstract

Electroplating apparatus uses a partial anode (3) to increase the current density around specific areas (4) of the workpiece (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beschichtung eines Werkstücks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The present invention relates to a device for coating a workpiece according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Zur Vergütung von Bauteilen sind elektrolytische Beschichtungsverfahren, z. B. die Galvano-Technik bekannt. Dabei wird die Oberfläche der Bauteile mit einem Material beschichtet, welches vergleichsweise vorteilhaftere Eigenschaften aufweist, als das Material, aus dem das Werkstück selbst gefertigt ist. Solche Eigenschaften können höhere Korrosionsbeständigkeit, festere oder zähere Abriebeigenschaften, eine optisch ansprechendere Oberflächenbeschaffenheit und dergleichen mehr sein.to compensation of components are electrolytic coating processes, for. B. the electroforming technique known. This is the surface of the components coated with a material which comparatively more advantageous Has properties as the material from which the workpiece itself is made. Such properties can be higher corrosion resistance, firmer or tougher Abrasive properties, a more visually pleasing surface finish and more.

Zur Durchführung solcher Verfahren sind Vorrichtungen bekannt, bei denen ein Beschichtungsmaterial durch einen von einer Anode über ein Elektrolyt zu einer Kathode fließenden elektrischen Strom an der Oberfläche des Werkstücks abgeschieden wird. Um große Durchsatzraten erzielen zu können, werden bevorzugt beschleunigte Beschichtungsverfahren mit einer sogenannten „Hochgeschwindigkeitsabscheidung" angewendet. Abhängig von den Eigenschaften des verwendeten Elektrolyts, zum Teil von den Eigenschaften des verwendeten Vergütungsmaterials, wie zum Beispiel Zink, und von der Komplexität der Oberflächenstruktur des zu beschichtenden Werkstücks sind bei diesen Verfahren unterschiedlich starke Schichtdicken des aufgebrachten Beschichtungsmaterials an der Werkzeugoberfläche festzustellen.to execution Such methods are known devices in which a coating material through one of an anode over an electrolyte to a cathode flowing electric current the surface of the workpiece is deposited. To big To be able to achieve throughput rates are preferred accelerated coating method with a So-called "high-speed separation" applied the properties of the electrolyte used, in part of the Properties of the used remuneration material, such as Zinc, and of complexity the surface structure of the workpiece to be coated are different thicknesses of the noted applied coating material on the tool surface.

Besonders kritisch sind Werkstückoberflächenbereiche, die gegenüber benachbarten Werkstückoberflächenbereichen vertieft ausgebildet sind. Durch experimentelle und simulative Untersuchungen sind Zonen mit sehr geringer bis gar keiner Beschichtungsabscheidung an der Werkstückoberfläche auszumachen. Durch Verlängerung der Beschichtungsdauer gegebenenfalls in Kombination mit reduzierter Stromstärke können zwar zum Teil auch solche Problemzone mit ausreichender Schichtdicke beschichtet werden. Nachteilig bei dieser Verfahrensweise ist jedoch, dass dann die Schichtdicke der Vergütungsschicht an der gesamten Oberfläche des Werkstücks sehr unterschiedlich und zum Teil unnötig materialverbrauchend zu stark ausgebildet ist. Bei sehr komplexen Geometrien müssen dabei zum Teil sehr extrem unterschiedliche Schichtdicken in Kauf genommen werden, um zum Beispiel relativ tief liegende Oberflächenbereiche eines Werkstücks, sofern überhaupt möglich, wenigstens mit etwas Beschichtungsmaterial versehen zu können.Especially critical are workpiece surface areas, the opposite adjacent workpiece surface areas are trained in depth. Through experimental and simulative investigations are zones with very little to no coating deposition make out on the workpiece surface. By extension the duration of coating optionally in combination with reduced amperage can Although in part also such problem zone coated with sufficient layer thickness become. A disadvantage of this procedure, however, is that then the layer thickness of the coating layer on the entire surface of the workpiece very different and sometimes unnecessary material consuming too is highly trained. For very complex geometries must be there sometimes very extremely different layer thicknesses accepted for example, to relatively low-lying surface areas a workpiece, if at all possible, to be able to provide at least some coating material.

Auch der Einsatz von Blenden zur Abdeckung von mit hohen Schichtzuwachsraten betroffenen Oberflächenbereichen bringt keine zufriedenstellende Lösung dieser Problematik. Gleiches gilt für das sogenannte „Jet-plating", bei dem das Elektrolyt in Richtung der zu beschichtenden Oberfläche gespült wird.Also the use of apertures to cover with high film growth rates affected surface areas does not provide a satisfactory solution to this problem. The same applies to that so-called "jet-plating", in which the electrolyte in Direction of the surface to be coated is rinsed.

Aufgabe und Vorteile der vorliegenden ErfindungTask and advantages of the present invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung eines Beschichtungsverfahrens auf Elektrolysebasis nach dem einleitend dargelegten Stand der Technik zu verbessern.Of the present invention is based on the object, a device to carry out of an electrolytic-based coating process according to the preamble to improve the state of the art.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch Merkmale des Anspruchs 1. Durch die Merkmale der Unteransprüche sind zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen möglich.The solution This object is achieved by features of claim 1. By the Features of the dependent claims are functional and advantageous developments possible.

Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Beschichtung eines Werkstückes, bei der ein Beschichtungsmaterial durch einen von einer Anode über einen Elektrolyt zu einer Kathode fließenden elektrischen Strom an einer Oberfläche des Werkstücks abgeschieden wird, wobei Mittel zur gezielten Beeinflussung der Stromdichte eines zur Beschichtung eines partiellen Oberflächenbereichs des Werkstücks erforderlichen elektrischen Stromes vorgesehen sind. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass diese Mittel eine einem partiellen Oberflächenbereich des Werkstücks zuordenbar ausgebildete Partialanode umfassen.Accordingly The present invention relates to a device for coating a workpiece, in which a coating material passes through one of an anode via a Electrolyte to a cathode flowing electric current a surface of the workpiece is deposited, wherein means for targeted influencing the Current density of one for coating a partial surface area of the workpiece required electric current are provided. she draws is characterized by the fact that these agents are a partial surface area of the workpiece include assignable formed partial anode.

Der Ausbildung einer solchen Partialanode liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die Anlagerung des Beschichtungsmaterials an der Werkstückoberfläche ganz wesentlich von der lokal vorherrschenden Stromdichte abhängt. Diese für den Ionenfluß im Elektrolyt ursächliche Komponente kann nun durch die erfindungsgemäße Partialanode vorteilhaft auch in vertieften Werkstückoberflächenbereichen ganz gezielt beeinflusst werden. Insbesondere ist es hierdurch möglich, auch Oberflächenbereiche zu beschichten, welche im Vergleich zur benachbarten Oberflächenumgebung sogar sehr stark vertieft ausgebildet sind und bei denen bei üblichen Glavanikbädern zum Teil überhaupt kein Stromfluss mehr nachweisbar ist, d. h. die für die elektrochemische Abscheidung des Beschichtungsmaterials erforderliche elektrische Stromdichte gegen Null geht. Diese nachteiligen Begleiterscheinungen herkömmlicher galvanischer Beschichtungsverfahren können dadurch behoben werden, dass die erfindungsgemäß vorgeschlagene Partialanode unmittelbar vor der Werkstückoberfläche eines solchen problematischen Oberflächenpartialbereichs angeordnet wird. Dadurch wird eine nur gering streuende Ionenwanderung von der Partialanode hin zum kritischen Oberflächenbereich anordnungsgemäß erzwungen.Of the Training such a partial anode is based on the knowledge, that the deposition of the coating material on the workpiece surface completely depends significantly on the locally prevailing current density. These for the Ion flow in the electrolyte causative Component can now be advantageous by the partial anode according to the invention also in recessed workpiece surface areas be specifically influenced. In particular, this makes it possible, too surface areas to coat, which compared to the neighboring surface environment even very deepened are formed and in which at usual Glavanikbädern partly at all no current flow is detectable, d. H. for the electrochemical Deposition of the coating material required electrical Current density goes to zero. These adverse concomitants conventional galvanic coating processes can be remedied by that the invention proposed Partial anode immediately before the workpiece surface of such a problematic surface partial area is arranged. As a result, only a small scattering ion migration forced from the partial anode to the critical surface area according to the order.

Insbesondere vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Partialanode entsprechend den problematischen Konturen des zu beschichtenden Werkstücks fein konturiert ausgebildet ist. Damit können auch sehr enge und winkelige Oberflächenbereiche des Werkstücks gut mit einer für die Materialablagerung erforderlichen Stromdichte versorgt werden. Zur Vermeidung von Abbranderscheinungen oder sogar Kurzschlüssen aufgrund einer zu geringen Distanz der Partialanode zur Oberfläche des zu beschichtenden Werkstücks kann die Vorrichtung im Weiteren mit einem Kurzschlussschutz ausgestattet sein. Als besonders geeignet wird hierzu ein Abstandhalter für die Partialanode angesehen. Dieser kann beispielsweise als ein gegenüber der Anode zur Werkstückoberfläche hin vorstehendes Element ausbildet sein, welches bevorzugt nicht nur in senkrechter, sondern auch in seitlicher Richtung einen zuverlässigen Berührungsschutz gewährleistet.Especially It is advantageous in this case if the partial anode according to the problematic contours of the workpiece to be coated finely contoured is trained. With that you can Also very tight and angular surface areas of the workpiece with good one for the material deposition required power density are supplied. To avoid burn-off or even short circuits due to too small a distance of the partial anode to the surface of the to be coated workpiece The device can be equipped with a short-circuit protection be. Particularly suitable for this purpose is a spacer for the partial anode considered. This can, for example, as a relation to the Anode towards the workpiece surface protruding element is formed, which preferably not only In vertical, but also in the lateral direction a reliable contact protection guaranteed.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann im Weiteren ein Stellglied zur Einstellung des Abstandes zwischen der Partialelektrode und dem Werkstück vorgesehen sein. Beispielsweise kann damit abhängig von der Werkstück-Oberflächenkontur die Stromdichte des elektrischen Stroms so variiert werden, dass sie möglichst gleichmäßig für alle zu beschichtenden Problembereiche eingestellt werden kann.In a particularly preferred embodiment may further include an actuator for adjusting the distance between be provided of the partial electrode and the workpiece. For example may be dependent on it from the workpiece surface contour the current density of the electric current can be varied so that if possible even for all too coating problem areas can be adjusted.

Eine zusätzliche Optimierung hinsichtlich der Stromdichte und damit einhergehend der daraus resultierenden Beschichtungsstärke kann durch eine spezielle Konturgebung der Partial- bzw. Opferanode erreicht werden. Insbesondere die Ausbildung einer Spitze wirkt sich auf die Feldlinien fokusierend aus. Eine weitere Homogenisierung könnte durch eine als Gegenkontur zu dem zu beschichtenden Werkstückbereich geformte Anode erreicht werden.A additional Optimization in terms of current density and associated The resulting coating thickness can be enhanced by a special coating Contouring of the partial or sacrificial anode can be achieved. Especially the formation of a tip has a focus on the field lines out. Another homogenization could by a counter contour to the workpiece area to be coated shaped anode can be achieved.

Zur Vermeidung einer Verringerung der Stromdichte aufgrund von Stromflussverhältnisses im Elektrolyt in Richtung zu seitlich der Partialanode liegenden Randbereichen des kritischen, partiellen Oberflächenbereichs können im Weiteren Begrenzungsmittel für eine lokale Begrenzung der für die Beschichtung des partiellen Oberflächenbereichs gezielt beeinflussten Stromdichte im Elektrolyt vorgesehen sein. Insbesondere gut eignet sich hierfür eine die Partialanode zumindest teilweise umschließende, elektrisch isolierende Schicht. Sie gewährleistet, dass die positiv geladenen Kationen nicht seitlich zu einem Werkstückoberflächenbereich abwandern, der gegenüber einem problematischen Oberflächenpartialbereich vorsteht, sondern weitestgehend nur zur Beschichtung des Problembereichs aufgrund dieser gezielten Stromdichtenführung zur Verfügung stehen.to Avoidance of a reduction in current density due to current flow ratio in the Electrolyte in the direction of edge regions lying laterally of the partial anode of the critical, partial surface area can Further limiting means for a local limit of for specifically influenced the coating of the partial surface area Current density be provided in the electrolyte. Especially good for this one the partial anode at least partially enclosing, electrically insulating layer. She ensures that the positively charged cations are not laterally to a workpiece surface area emigrate to the opposite a problematic surface partial area protrudes, but largely only for coating the problem area be available due to this targeted current density guide.

Als besonders geeignet wird hierzu ein die Partialanode umschließendes Rohr angesehen. Insbesondere wenn das Rohr die Partialanode relativ eng umschließt und selbst vergleichsweise dünnwandig ausgebildet ist, können mit einer solchen Ausführungsform auch extreme Konturen mit einer ausreichenden und gleichmäßigen Schichtdicke beschichtet werden.When Particularly suitable for this purpose is a partial anode enclosing tube considered. Especially when the tube is relatively narrow the partial anode surrounds and even comparatively thin-walled is trained, can with such an embodiment even extreme contours with a sufficient and even layer thickness be coated.

Ein weiterer Vorteil von mit solchen erfindungsgemäß vorgeschlagenen Partialanoden ausgestatteten elektrolytischen Beschichtungsvorrichtungen wird darin gesehen, dass künftig die Oberflächenkomplexität von zu beschichtenden Werkstücken sogar noch deutlich gesteigert werden kann. Beispielsweise können dadurch Werkstücke zur Materialeinsparung und/oder auch zur Erhöhung der Werkstückstabilität auch mit sehr engen und tiefliegenden Konturen ausgebildet werden, deren Realisierung aufgrund der derzeit nicht gegebenen Beschichtungsmöglichkeit durch elektrolytische Verfahren bisher unmöglich war.One Another advantage of such inventively proposed partial anodes equipped electrolytic coating devices seen in that in the future the surface complexity of too coating workpieces even significantly increased. For example, by doing so workpieces to save material and / or to increase the workpiece stability also with be formed very narrow and low-lying contours whose Realization due to the currently not available coating option was previously impossible by electrolytic processes.

Um die Partialanode zum problematischen, partiellen Oberflächenbereich hin richtig positionieren zu können, kann in vorteilhafter Weise auch ein Mechanismus zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen zumindest einem Teil der Vorrichtung und dem Werkstück vorgesehen sein. Neben einer Erstpositionierung der Partialanode zum partiellen Oberflächenbereich und einer gegebenenfalls erforderlichen Positionsveränderung, z. B. einem Entlangführen an einer innerliegenden Werkstückkante, können damit aber auch vergleichsweise komplexe Bewegungsmuster durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine relative Rotationsbewegung zwischen der Partialanode und dem Werkstück vorgesehen sein, die insbesondere durch weitere Relativbewegungen beispielsweise aus einem dreiachsigen, kartesischen Koordinatensystem überlagert sein können, so dass die Partialanode im Grunde an jedem beliebigem Punkt eines beliebigen Werkstücks positioniert werden kann.Around the partial anode to the problematic, partial surface area to be able to position yourself correctly, can advantageously also a mechanism for generating a Relative movement between at least a part of the device and the workpiece be provided. In addition to an initial positioning of the partial anode to the partial surface area and any required change in position, z. B. a follow at an inner workpiece edge, can do that but also comparatively complex movement patterns are performed. For example, a relative rotational movement between the partial anode and the workpiece be provided, in particular by further relative movements, for example superimposed on a three-axis, Cartesian coordinate system could be, so the partial anode basically at any point of a any workpiece can be positioned.

Durch eine kombinierte Ausbildung mehrerer, bürstenartig zusammengefügter Partialanoden ist weiterhin eine Erhöhung der Beschichtungsleistung bei gleicher Beschichtungsdauer bzw. eine Reduzierung der Beschichtungszeit bei gleicher Beschichtungsqualität für entsprechend geeignete Oberflächenstrukturen möglich. Insbesondere vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Partialanode und/oder die sie umschließende elektrisch isolierende Schicht aus einem elastischen Material hergestellt sind. Hierdurch können im Vergleich zu starr ausgebildeten Ausführungsformen Beschichtungsverfahren in der Art von Bürstprozessen durchgeführt werden, wodurch eine weitere, gleichmäßigere Stromdichteverteilung an der Oberfläche des Werkstücks und damit einhergehend ein gleichmäßigerer Schichtdickenaufbau möglich ist.By is a combined formation of several brush-like assembled partial anodes continue to increase the coating performance at the same coating time or a Reduction of coating time with the same coating quality for accordingly suitable surface structures possible. In this case, it is particularly advantageous if the partial anode and / or the enclosing them electrically insulating layer made of an elastic material are. This allows Compared to rigidly formed embodiments coating method in the style of brushing processes carried out which gives a further, more uniform current density distribution on the surface of the workpiece and concomitantly a more uniform layer thickness structure possible is.

Eine weitere positive Einflussnahmemöglichkeit auf den Beschichtungsprozess ist, neben der Variierung der die jeweiligen Partialanoden versorgenden Stromstärke, durch den Einsatz von Versorgungsmittel für den Austausch von Elektrolyt im partiellen Dichtungsbereich möglich. Damit können über den gesamten zeitlichen Verlauf des Beschichtungsprozesses hinweg, als weitere prozesswesentliche Komponente, gleichmäßige Konzentrationsverhältnisse im Elektrolyt gewährleistet werden.A further positive influence possibility on the coating process is, in addition to the variation of the respective ones Partial anodes supplying amperage, through the use of Supplies for the replacement of electrolyte in the partial sealing area possible. In order to can over the entire time course of the coating process, as additional process-essential component, uniform concentration ratios ensured in the electrolyte become.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und der nachfolgend darauf Bezug nehmenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenThe The invention will be apparent from the drawings and the following Description closer explained. Show it

1 eine schematisch und ausschnittsweise dargestellte Schnittdarstellung einer Vorrichtung zur elektrochemischen Beschichtung eines partiellen Werkstückoberflächenbereichs mittels einer erfindungsgemäßen Partialanode und 1 a schematic and fragmentary sectional view of a device for electrochemical coating of a partial workpiece surface area by means of a partial anode according to the invention and

2 eine gegenüber der Ausführungsform 1 abgewandelte Partialanodenanordnung. 2 a comparison with the embodiment 1 modified partial anode arrangement.

Im Detail zeigt die 1 schematisch eine ausschnittsweise Schnittdarstellung einer Vorrichtung 1 zur elektrochemischen Beschichtung eines Werkstücks 2 mittels einer erfindungsgemäßen Partialanode 3. Zur Beschichtung ist sie, hier beispielhaft dargestellt, in einem gegenüber einem benachbarten Oberflächenbereich 18 vertieft ausgebildeten Bereich einer Innenkante 4 des Werkstücks 2 positioniert. Dieser partielle Oberflächenbereichs 4 des Werkstücks 2 wäre ohne sie nur schwer oder gar nicht beschichtbar. Die zur Abscheidung der positiv geladenen Kationen gezielt durch diese Partialanode beeinflusste Stromdichte im Elektrolyt 6 ist durch die Pfeile 5 symbolisch dargestellt. Sowohl das Werkstück 2 als auch die Partialelektrode 3 und weitere, ihr zugeordnete Elemente, wie z. B. der Kurzschlussschutz 7, sind durch das als Ionenleiter dienende Elektrolyt 6 des Elektrolytbades umspült.In detail shows the 1 schematically a partial sectional view of a device 1 for the electrochemical coating of a workpiece 2 by means of a partial anode according to the invention 3 , For coating, it is shown here by way of example, in a relation to an adjacent surface area 18 recessed area of an inner edge 4 of the workpiece 2 positioned. This partial surface area 4 of the workpiece 2 would be difficult or impossible to coat without them. The current density in the electrolyte that is specifically influenced by this partial anode for deposition of the positively charged cations 6 is through the arrows 5 symbolically represented. Both the workpiece 2 as well as the partial electrode 3 and further, their associated elements such. B. the short-circuit protection 7 , are by the serving as an ion conductor electrolyte 6 the electrolyte bath lapped.

Der Kurzschlussschutz 7 zur Vermeidung von Abbrandstellen und unregelmäßigen Schichtdicken in diesem problematischen Oberflächenpartialbereich ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Abstandhalter 8 ausgebildet. In Zusammenwirkung mit einem Stellglied 9 ermöglicht er neben einem zuverlässig eingehaltenen Mindestabstand der Partialelektrode 3 vom Oberflächenpartialbereich 4 auch eine Veränderung dieses Abstands durch eine Längsverschiebung entsprechend der beiden Richtungen des Pfeils 10. Als zwei mögliche Positionierungen sind beispielhaft die beiden Positionen A und B eingezeichnet. Diese Positionierungen können unter anderem unter Berücksichtigung der die Partialelektrode beaufschlagenden Stromstärke vorzugsweise variabel vorgenommen werden.The short circuit protection 7 to avoid Abbrandstellen and irregular layer thicknesses in this problematic surface partial area is in this embodiment as a spacer 8th educated. In cooperation with an actuator 9 he allows next to a reliably maintained minimum distance of the partial electrode 3 from the surface partial area 4 also a change of this distance by a longitudinal displacement corresponding to the two directions of the arrow 10 , As two possible positions, the two positions A and B are shown by way of example. These positions can preferably be made variably, inter alia taking into account the current applied to the partial electrode.

Zur Erhöhung der Stromdichte in einem ganz gezielt ausgewählten Partialbereich 4 des Werkstücks 2 sind im Weiteren Begrenzungsmittel 11 für eine enge lokale Begrenzung der Stromdichte 5 im Elektrolyt 6 vorgesehen. Hierbei handelt es sich im vorliegenden Fall um eine die Partialanode 3 zumindest teilweise umschließende, elektrisch isolierende Schicht 12, beispielsweise in der Form eines Rohres 12 aus Kunststoff.To increase the current density in a very selectively selected partial area 4 of the workpiece 2 are further limiting means 11 for a close local limitation of the current density 5 in the electrolyte 6 intended. In the present case this is a partial anode 3 at least partially enclosing, electrically insulating layer 12 , for example in the form of a tube 12 made of plastic.

Ein durch das Stellglied 10 und eine Anodenhalterung 14 gebildeter Mechanismus 13 ermöglicht die Erzeugung einer Relativbewegung 10 zwischen zumindest einem Teil der Vorrichtung 1 und dem Werkstück 2. Neben diesem beispielhaft dargestellten Teil des Mechanismus 13 kann dieser noch weitere Stell- und/oder Antriebselemente umfassen, um insgesamt ein mehrdimensionales Achsensystem als Verstellmechanismus zur Realisierung einer „Hochgeschwindigkeitsbeschichtung" von Werkstücken 2 auszubilden.One through the actuator 10 and an anode support 14 formed mechanism 13 allows the generation of a relative movement 10 between at least part of the device 1 and the workpiece 2 , In addition to this exemplified part of the mechanism 13 this may include further actuating and / or drive elements to a total of a multi-dimensional axis system as adjusting mechanism for realizing a "high-speed coating" of workpieces 2 train.

Unter dem Bezugszeichen 15 werden nachfolgend zur Erläuterung der 2 im Weiteren die Partialanode 3 und die ihr zugeordneten, oben beschriebenen Funktionselemente 6 bis 14 im Wesentlichen zusammengefasst. Demnach zeigt die 2 mehrere, bürstenartig zusammengefügte Partialanoden 3 mit entsprechend der Beschreibung zur 1 angeführten Zusatzelementen. Gemeinsam bilden sie die so dargestellte Bürstenanode 16 aus. Durch eine elastische Ausbildung der Partialanode 3 und gegebenenfalls auch der Anodenhalterung 14, sowie der sie umgebenden, elektrisch isolierenden Schicht 12, kann ein Beschichtungsprozess in der Form eines Bürstvorgangs realisiert werden, der aufgrund der Vielzahl der einzelnen Partialanoden 3 einen sehr gleichmäßig aufgetragenen Schichtaufbau in sehr winkeligen Werkstückoberflächenbereichen 4 ermöglicht.Under the reference 15 will be explained below 2 in the following, the partial anode 3 and their associated functional elements described above 6 to 14 essentially summarized. Accordingly, the shows 2 several, brush-like assembled partial anodes 3 with according to the description of 1 cited additional elements. Together they form the brush anode shown in this way 16 out. By an elastic design of the partial anode 3 and optionally also the anode holder 14 , as well as the surrounding, electrically insulating layer 12 , a coating process may be realized in the form of a brushing operation due to the plurality of individual partial anodes 3 a very evenly applied layer structure in very angled workpiece surface areas 4 allows.

Zur zusätzlichen Homogenisierung eines derartigen Schichtaufbaus können im Weiteren Versorgungsmittel 17 für den Austausch von Elektrolyt 6 im partiellen Beschichtungsbereich 4 vorgesehen sein. Diese können beispielsweise in der Form von durch Pumpen oder dergleichen versorgte Förderdüsen 17 ausgebildet sein. Insbesondere bei der Bürstenausführungsform 16 kann aber auch bereits aufgrund einer verhältnismäßig raschen Bürstenbewegung ein ausreichender Konzentrationsausgleich im Elektrolyt 6 durch die Bewegung der einzelnen Partialelektroden erzielt werden, z. B. durch eine rotierende oder schwingende Bewegung der Bürstenanode 16 im Elektrolyt 6.For additional homogenization of such a layer structure can hereinafter supply means 17 for the exchange of electrolyte 6 in the partial coating area 4 be provided. These may be, for example, in the form of delivery nozzles provided by pumps or the like 17 be educated. Especially in the brush embodiment 16 but can also already due to a relatively rapid brush movement sufficient concentration compensation in the electrolyte 6 be achieved by the movement of the individual partial electrodes, z. B. by a rotating or oscillating movement of the brush anode 16 in the electrolyte 6 ,

Je nach Anwendungsfall können die erfindungsgemäßen Partialanoden einzeln oder in Zusammenwirkung mehrerer, alleine oder zusammen mit weiteren herkömmlichen Anoden, in einer auf Elektrolysebasis arbeitenden Beschichtungsvorrichtung Anwendung finden. Sie können sowohl im Einzelbetrieb als auch im kombinierten Beschichtungsbetrieb arbeiten, wobei im kombinierten Beschichtungsbetrieb neben der ganzflächigen Werkstückbeschichtung gleichzeitig auch die problematischen Oberflächenpartialbereiche 4 des Werkstücks 2 während eines einzigen und damit rasch durchzuführenden Beschichtungsvorgangs behandelt werden können.Depending on the application, the partial anodes according to the invention can be used individually or in addition cooperation of several, alone or together with other conventional anodes, find application in a working on electrolysis coating device application. They can work both in single operation as well as in combined coating operation, whereby in the combined coating operation not only the full-area workpiece coating but also the problematic surface partial areas 4 of the workpiece 2 can be treated during a single and rapid coating operation.

Claims (12)

Vorrichtung (1) zur Beschichtung eines Werkstücks (2), bei der ein Beschichtungsmaterial durch einen von einer Anode über einen Elektrolyt (6) zu einer Kathode fließenden elektrischen Strom an einer Oberfläche des Werkstückes abgeschieden wird, wobei Mittel (3) zur gezielten Beeinflussung der Stromdichte (5) des zur Beschichtung eines partiellen Oberflächenbereichs (4) des Werkstückes (2) erforderlichen elektrischen Stromes vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (3) eine dem partiellen Oberflächenbereich (4) des Werkstückes (2) zuordenbar ausgebildete Partialanode (3) umfassen.Contraption ( 1 ) for coating a workpiece ( 2 ) in which a coating material passes through an anode through an electrolyte ( 6 ) is deposited to a cathode flowing electric current on a surface of the workpiece, wherein means ( 3 ) for the targeted influencing of the current density ( 5 ) for coating a partial surface area ( 4 ) of the workpiece ( 2 ) are provided, characterized in that the means ( 3 ) a the partial surface area ( 4 ) of the workpiece ( 2 ) assignable partial anode ( 3 ). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kurzschlussschutz (7) für die Partialanode (3) vorgesehen ist.Device according to claim 1, characterized in that a short-circuit protection ( 7 ) for the partial anode ( 3 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstandhalter (8) für die Partialanode (3) vorgesehen ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that a spacer ( 8th ) for the partial anode ( 3 ) is provided. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stellglied (9) zur Einstellung des Abstandes zwischen der Partialelektrode (3) und dem Werkstück (2) vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that an actuator ( 9 ) for adjusting the distance between the partial electrode ( 3 ) and the workpiece ( 2 ) is provided. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partialelektrode (3) als Spitze bzw. als Gegenkontur eines zu beschichtenden Werkstückpartialbereichs (4) konturiert ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the partial electrode ( 3 ) as a tip or as a mating contour of a workpiece partial area to be coated ( 4 ) is contoured. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Begrenzungsmittel (11) für eine lokale Begrenzung der durch den elektrischen Strom aus der Partialanode gezielt beeinflussten Stromdichte (5) im Elektrolyt (6) vorgesehen sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that limiting means ( 11 ) for a local limitation of the current density selectively influenced by the electric current from the partial anode ( 5 ) in the electrolyte ( 6 ) are provided. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Partialanode (3) zumindest teilweise umschließende, elektrisch isolierende Schicht (12) vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a partial anode ( 3 ) at least partially enclosing, electrically insulating layer ( 12 ) is provided. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Partialanode (3) umschließendes Rohr (12) vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a partial anode ( 3 ) enclosing pipe ( 12 ) is provided. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mechanismus (13) zur Erzeugung einer Relativbewegung (10) zwischen zumindest einem Teil der Vorrichtung (1) und dem Werkstück (2) vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a mechanism ( 13 ) for generating a relative movement ( 10 ) between at least part of the device ( 1 ) and the workpiece ( 2 ) is provided. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, bürstenartig zusammengefügte Partialanoden (3) vorgesehen sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of brush-like assembled partial anodes ( 3 ) are provided. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partialanode (3) und/oder die sie umschließende elektrisch isolierende Schicht (12) aus einem elastischen Material hergestellt sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the partial anode ( 3 ) and / or the electrically insulating layer surrounding it ( 12 ) are made of an elastic material. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Versorgungsmittel (17) für den Austausch von Elektrolyt (6) im partiellen Beschichtungsbereich (4) vorgesehen sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that supply means ( 17 ) for the exchange of electrolyte ( 6 ) in the partial coating area ( 4 ) are provided.